一种PN结反向漏电流检测电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种PN结反向漏电流检测电路，包括高压电源、AD转换电路、单片机、检测平台、信号处理电路、继电器和显示屏。高压电源提供千伏级的电压，单片机通过控制继电器的通断来控制高压电路的导通和断开，待测的PN结在检测平台上加上反向高电压，原始信号经信号处理电路转换成适合AD转换的信号，再经AD转换后将数字信号传给单片机，单片机对信号作出响应，并将处理结果在显示屏上显示。本实用新型专利技术为PN结的合格性检验提供了一个可靠、简便的方案。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Reverse leakage current detecting circuit for PN junction

The utility model relates to a reverse leakage current detecting circuit of PN junction, which comprises a high-voltage power supply, a AD conversion circuit, a singlechip, a detection platform, a signal processing circuit, a relay and a display screen. High voltage power supply voltage kV, microcontroller through the on-off control relay to control the high voltage circuit to switch on and off, the PN junction measured with reverse high voltage on the detection platform, the original signal through the signal processing circuit converts the signals for AD conversion, the AD conversion to digital signal to the microcontroller, microcontroller in response to the signal, and the processing result is displayed on the display screen in. The utility model provides a reliable and simple scheme for the qualification test of the PN junction.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体检测及加工领域，特别是涉及PN结合格性检测领域，更具体地说，涉及PN结反向漏电流检测电路。
技术介绍
半导体产品的发展十分迅速，它涉及到了人类生活的各个领域。为了保证半导体产品的合格性和稳定性，作为半导体技术的基础，PN结的生产加工过程中必须有可靠的合格性检测环节。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种操作简易、检测结果可靠的PN结检测电路。本技术采用了以下的技术方案：一种PN结反向漏电流检测电路，包括高压电源、AD转换电路、单片机、检测平台、信号处理电路、继电器和显示屏，信号处理电路位于检测平台和AD转换电路之间，AD转换电路位于信号处理电路和单片机之间，继电器位于高压电源和单片机之间。通过检测PN结在反向高压下的漏电流，来判断其合格与否。本系统通过与PN结串联的电阻，将电流信号转变为电压信号。由于合格PN结的高压反向漏电流在微安级，而被击穿以后的漏电流非常大，从而导致待测的电压信号波动巨大。为了保护电路，本技术的检测电路中，采用了分压处理，同时，在信号输入端，增加TVS二极管进行过压保护。为了保障安全性，提高系统稳定性，通过光电耦合器和继电器将数字低压电路和模拟高压电路隔离。由于PN结的漏电流通常十分微小，不适合直接进行AD转换，本技术增加了信号处理环节，将微弱信号放大，以供数据采集。而高压电源测量部分，使用了电压跟随器，提高信号的驱动能力。本技术的有益效果是：通过采用较为简便的方法，对PN结的合格性作出准确可靠的判断。附图说明图1是本技术的工作流程图；图2是本技术的继电器控制电路原理图；图3是本技术的PN结检测电路原理图；图4是本技术的信号处理电路原理图；图中：1、单片机控制端口2、光耦3、继电器4、继电器输出端5、检测端口正极6、检测端口负极7、电压原始信号8、电流原始信号9、高压电源负极10、高压电源正极11、电流信号12、电压信号具体实施方式如图1所示，本技术的工作流程如下：高压电源提供千伏级的电压，单片机通过控制继电器(3)来控制高压电路的导通和断开，待测的PN结在检测平台上加上反向高电压，原始信号经信号处理电路，转换成适合AD转换的信号，再经AD转换后，将数字信号传给单片机，单片机对信号作出响应，并将处理结果在显示屏上显示。如图2所示，继电器控制电路包括光耦U1(2)、继电器U2(3)、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、发光二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电解电容C1、电容C2和三极管Q1。其中，光耦U1(2)的作用是实现电平转换，继电器U2(3)的作用是实现模数隔离，三极管Q1是一个功率三极管。光耦U1(2)的2号引脚和电阻R2的一端接单片机控制端口(1)，电阻R2的另一端接+5V电源，光耦U1(2)的1号引脚接发光二极管D1的负极，发光二极管D1的正极接电阻R1，电阻R1的另一端接+5V电源，光耦U1(2)的5号引脚接二极管D2的负极，D2的正极接+12V电源。+12V电源和地之间接电解电容C1，光耦U1(2)的4号引脚接电阻R3，R3的另一端接三极管Q1的基极。三极管Q1的集电极接二极管D3的负极，二极管D3的正极接+12V电源，三极管Q1的发射极接继电器U2(3)的1号引脚、电阻R4的一端和二极管D4的负极，电阻R4的另一端接电容C2，二极管D4的正极、电容C2的另一端和继电器U2(3)的2号引脚接地，继电器U2(3)的3号引脚和4号引脚为继电器输出端(4)。如图3所示，PN结检测电路包括二极管D5、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8。其中，电阻R5和电阻R6构成一组串联分压电路，电阻R7和电阻R8构成另一组串联分压电路。高压电源正极(10)接二极管D5的正极，二极管D5的负极接继电器输出端(4)和电阻R5，电阻R5的另一端接电阻R6和电压原始信号(7)，继电器输出端(4)的另一端接检测端口正极(5)，检测端口负极(6)接电阻R7，电阻R7的另一端接电阻R8和电流原始信号(8)，电阻R6的另一端和电阻R8的另一端接高压电源负极(9)。如图4所示，信号处理电路包括集成运放U3、集成运放U4、电阻R9、电阻R10、电阻R11、TVS二极管D6和TVS二极管D7。其中，TVS二极管D7起到保护作用。电流原始信号(8)接TVS二极管D6的负极和电阻R10，TVS二极管D6的正极接地，电阻R10的另一端接集成运放U3的正向输入端，集成运放U3的反向输入端接电阻R9和电阻R11，电阻R9的另一端接地，电阻R11的另一端接集成运放U3的输出端，形成电流信号(11)，电压原始信号(7)接TVS二极管D7的负极和集成运放U4的正向输入端，TVS二极管D7的正极接地，集成运放U4的反向输入端接集成运放U4的输出端，形成电压信号(12)。本技术具体的实施方式：单片机首先断开继电器(3)，使高压电源与检测电路断开，单片机读取经AD转换后的电压信号(12)，电压信号的信号处理部分是一个电压跟随器，故电压信号(12)与电压原始信号(7)相同，根据分压比得出高压电源的电压值并在显示屏上显示，若电压值不符合要求，则调节电压直至电压符合要求。将检测端口正极(5)连接到待测PN结的N极，将检测端口负极(6)连接到待测PN结的P极，此时单片机闭合继电器(3)，高压加载到PN结上(反向电压)，单片机读取经AD转换后的电流信号(11)，根据电流信号处理部分的放大倍数，算得电流原始信号(8)的值，根据欧姆定律算出PN结的漏电流值，并在显示屏上显示。以上所述只是本技术优选的实施方式，其并不构成对本技术保护范围的限制，只要是以基本相同的手段实现本技术的目的，都应属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PN结反向漏电流检测电路，其特征在于，包括高压电源、AD转换电路、单片机、检测平台、信号处理电路、继电器和显示屏，信号处理电路位于检测平台和AD转换电路之间，AD转换电路位于信号处理电路和单片机之间，继电器位于高压电源和单片机之间。

【技术特征摘要】
1.一种PN结反向漏电流检测电路，其特征在于，包括高压电源、AD转换电路、单片机、检测平台、信号处理电路、继电器和显示屏，信号处理电路位于检测平台和AD转换电路之间，AD转换电路位于信号处理电路和单片机之间，继电器位于高压电源和单片机之间。
2.根据权利要求1所述的PN结反向漏电流检测电路，其特征在于，在继电器控制电路中，用光耦(...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑龙江，张立国，朱浩，刘海龙，李梅梅，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：新型
国别省市：河北;13